JPH05118185A - 掘削機 - Google Patents

掘削機

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JPH05118185A
JPH05118185A JP28152891A JP28152891A JPH05118185A JP H05118185 A JPH05118185 A JP H05118185A JP 28152891 A JP28152891 A JP 28152891A JP 28152891 A JP28152891 A JP 28152891A JP H05118185 A JPH05118185 A JP H05118185A
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JP
Japan
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rock
dross
hollow rod
compressed air
laser light
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JP28152891A
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English (en)
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Kazuya Hyodo
和也 兵頭
Kiwamu Arikawa
究 有川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カツタビツトの寿命を長くする。また掘削機
の小型化、ロボツト化を容易に達成する。さらに掘削穿
孔速度を増大する。 【構成】 レーザ光照射手段により、レーザ光(6→8
→14参照)を掘削手段のカツタビツト4の前方の岩盤
へ照射して、この部分を高熱部20及び脆化部21に
し、中央の高熱部20を熱変形、膨張、気化させて、ド
ロス(溶融、気化した部分)17にし、掘削手段のカツ
タビツト4により、これらのドロス及び脆化部を粉砕
し、さらに圧縮空気供給手段により、圧縮空気11を中
空ロツド3内→岩盤等へ噴出させて、上記粉砕したドロ
ス等を圧縮空気とともに中空ロツド3の外周壁に沿って
後方へ排出させる(19参照)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、岩盤掘削装置、岩盤穿
孔装置、コンクリート構造物解体装置等として使用する
掘削機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の岩盤穿孔装置(ドリル)を図5に
示し、従来の岩盤掘削装置を図6に示す。先ず図5の岩
盤穿孔装置(ドリル)を説明すると、31が走行部、3
2が本体部、33が穿孔掘削部で、岩盤穿孔装置が、こ
れらの走行部31と、本体部32と、穿孔掘削部33と
により構成されている。
【0003】また34が穿孔掘削部送りフレーム、35
が駆動部、36がロツド、37が同ロツド36の先端部
に設けたカツタビツトで、穿孔掘削部33が、これらの
穿孔掘削部送りフレーム34と、駆動部35と、ロツド
36と、カツタビツト37とにより構成されている。上
記図5に示す岩盤穿孔装置(ドリル)では、穿孔掘削部
送りフレーム34により駆動部35を下方へ送る一方、
駆動部35によりロツド36及びカツタビツト37を回
転して、岩盤を穿孔(38参照)するようになってい
る。
【0004】次に図6の岩盤掘削装置を説明すると、4
0が伝送管、41がレーザ光、42がノズル、47が同
ノズル42のガス注入口、48、50が圧縮ガス、43
が上記伝送管40内に固定金具44を介して取付けた集
光レンズ、45が集光レーザ、46がドロス(溶融、気
化した岩)、49が孔、51が排出ガス、52が排出ド
ロスである。
【0005】上記図6に示す岩盤掘削装置では、レーザ
光41を伝送管40内の集光レンズ43へ照射し、レー
ザ光41のエネルギー密度を高めて、これを集光レンズ
43から岩盤へ集光レーザ45として照射し、岩盤を熱
変形、膨張、気化させて、ドロス(溶融、気化した岩)
46にする。このとき、圧縮空気48をノズル42のガ
ス注入口47から孔49内へ噴射して(圧縮ガス50参
照)、ドロス46を孔49外へ排出する(排出ガス51
及び排出ドロス52参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記図5に示す従来の
岩盤穿孔装置(ドリル)では、掘削穿孔時、カツタビツ
ト37と岩盤との間に過大な圧縮力及び摩擦力が作用す
るので、カツタビツト37が早期に摩耗乃至破損する。
またこの岩盤穿孔装置では、大きなカツタビツト駆動力
が必要であり、その結果、大きな打撃、掘削反力が生じ
る。そのため、そのときの反力を支える大きな重量の走
行部31及び本体部32を必要とする。また掘削反力が
大きいので、ロボツト化が困難である。
【0007】一方、前記図6に示す従来の岩盤掘削装置
では、掘削反力を殆ど生ぜず、そのため、装置の小型
化、ロボツト化を容易に行うことができる。また部品の
摩耗、破損もなくて、前記図5に示す岩盤穿孔装置の問
題点を解消できるが、圧縮ガスを使用して、孔底に堆積
するドロス46を排除する際、下降する圧縮ガス50と
上昇する排出ガス51とが衝突して、ドロス46を迅速
に、円滑に排除するのが困難であり、孔底に堆積するド
ロス46が集光レーザ45の孔底への照射を妨げて、穿
孔効率を著しく低下させるという問題があった。
【0008】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、カツタビツトの寿命を長
くできる。また掘削機の小型化、ロボツト化を容易に達
成できる。さらに掘削穿孔速度を増大できる掘削機を提
供しようとする点にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の掘削機は、先端部に設けたカツタビツト
による掘削手段と、レーザ光を掘削手段の前方の岩盤等
へ照射するレーザ光照射手段とを具えている。また本発
明の掘削機は、中空ロツドと、同中空ロツドの先端部に
設けたカツタビツトによる掘削手段と、レーザ光を同中
空ロツドの中空部内から掘削手段の前方の岩盤等へ照射
するレーザ光照射手段と、圧縮空気を同中空ロツドの中
空部内から上記岩盤等に向かい噴出する圧縮空気供給手
段とを有し、同圧縮空気供給手段から供給された圧縮空
気を上記中空ロツドの外周壁に沿って後方へ排気可能に
構成している。
【0010】
【作用】本発明の掘削機は前記のように構成されてお
り、レーザ光照射手段により、レーザ光を掘削手段の前
方の岩盤等へ照射して、この部分を高熱部及び脆化部に
し、中央の高熱部を熱変形、膨張、気化させて、ドロス
(溶融、気化した部分)にする一方、掘削手段のカツタ
ビツトにより、これらのドロス及び脆化部を粉砕する。
またこのとき、圧縮空気供給手段により、圧縮空気を中
空ロツド内→岩盤等へ噴出させて、上記粉砕したドロス
等を圧縮空気とともに中空ロツドの外周壁に沿って後方
へ排出させる。
【0011】
【実施例】次に本発明の掘削機を図1〜図4に示す一実
施例により説明すると、図2の1が本掘削機を掘削機の
支持部側に取付ける取付フレーム、2が同取付フレーム
1の先端部に取付けた駆動装置、図1、2の3が同駆動
装置2により回転される中空ロツド、9が圧縮空気導入
管で、圧縮空気11をスイベルジヨイント10の内部を
介して中空ロツド3内へ供給するようになっている。
【0012】図1〜図3の4が上記中空ロツド3の先端
部に取付けたカツタビツト、図2の5がレーザ伝送管、
6がレーザ光、7が上記レーザ伝送管5の90°折曲部
に取付けた反射鏡である。図1、図3の22が上記中空
ロツド3の中空部、図1、図2、図4の12が同中空部
22内に固定金具13を介して取付けた集光レンズ、1
6が同中空部22内の集光レンズ12の周りに形成した
通気孔で、レーザ光6を伝送管5内→反射鏡7へ入射
し、ここで向きを90°変えて(レーザ光8参照)、駆
動装置2及びスイベルジヨイント10の内部→中空ロツ
ド3の中空部22→集光レンズ12→岩盤へ照射するよ
うになっている(集光レーザ14参照)。
【0013】図1の17が孔15の底部に堆積するドロ
ス、18が岩ドロス(ドロス17と掘削、粉砕した岩と
の混合物)岩ドロス、23が中空ロツド3の先端外周部
に設けたカツタビツト溝、19が同カツタビツト溝23
内を上昇する上昇排気、20が高熱化岩盤、21が脆化
岩盤である。次に前記図1〜図4に示す掘削機の作用を
具体的に説明する。レーザ光6を伝送管5内を経て反射
鏡7へ入射し、ここで向きを90°変えて(レーザ光8
参照)、駆動装置2及びスイベルジヨイント10の内部
→中空ロツド3の中空部22→集光レンズ12へ入射
し、ここでレーザ光8のエネルギー密度を高め、孔底の
中央部へ集光レーザ14として照射して、この部分を高
熱岩盤20及び脆化岩盤21にし、中央部の高熱岩盤2
0の部分を熱変形、膨張、気化させて、ドロス(溶融、
気化した岩)17にする。
【0014】このとき、駆動装置2により、中空ロツド
3とカツタビツト4とを回転させて、同カツタビツト4
により、ドロス17及び脆化岩盤21を粉砕する。さら
に圧縮空気11を導入管9→スイベルジヨイント10の
内部→中空ロツド3の内部→通気孔16→中空ロツド3
の内部→カツタビツト4の中央部から孔底へ勢いよく噴
出させて、粉砕したドロス17及び脆化岩盤21(岩ド
ロス18参照)を圧縮空気11とともに中空ロツド3の
先端外周部に設けたカツタビツト溝23→中空ロツド3
と孔15との間の空隙部を経て上昇、排出させる(上昇
排気19参照)。
【0015】
【発明の効果】本発明の掘削機は前記のようにレーザ光
照射手段により、レーザ光を掘削手段の前方の岩盤等へ
照射して、この部分を高熱部及び脆化部にし、中央の高
熱部を熱変形、膨張、気化させて、ドロス(溶融、気化
した部分)にする一方、掘削手段のカツタビツトによ
り、これらのドロス及び脆化部を粉砕するので、カツタ
ビツトにはフレツシユな岩盤等を掘削するときのような
大きな圧縮力及び摩擦力が作用せず、カツタビツトの摩
耗や破損を可及的に防止できて、カツタビツトの寿命を
長くできる。
【0016】また上記のようにカツタビツトに、フレツ
シユな岩盤等を掘削するときのような大きな圧縮力及び
摩擦力が作用せず、掘削穿孔反力が小さくて、掘削機の
小型化、ロボツト化を容易に達成できる。また本発明の
掘削機は前記のようにレーザ光照射手段により、レーザ
光を掘削手段の前方の岩盤等へ照射して、この部分を高
熱部及び脆化部にし、中央の高熱部を熱変形、膨張、気
化させて、ドロス(溶融、気化した部分)にし、掘削手
段のカツタビツトにより、ドロス及び脆化部を粉砕する
一方、圧縮空気供給手段により、圧縮空気を中空ロツド
内→岩盤等へ噴出させて、上記粉砕したドロス等を圧縮
空気とともに中空ロツドの外周壁に沿って後方へ排出さ
せるので、岩盤等を効率よく掘削できて、掘削穿孔速度
を増大できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の掘削機の一実施例を示す縦断側面図で
ある。
【図2】同掘削機の全体を示す側面図である。
【図3】図1の矢視BーB線に沿う底面図である。
【図4】図1の矢視AーA線に沿う横断平面図である。
【図5】従来の岩盤穿孔装置(ドリル)を示す側面図で
ある。
【図6】従来の岩盤掘削装置を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
2 駆動装置 3 中空ロツド 4 カツタビツト 5 レーザ光照射手段の伝送管 6、8 レーザ光 7 レーザ光照射手段の反射鏡 9 圧縮空気供給手段 11 圧縮空気 12 レーザ光照射手段の集光レンズ 14 集光レーザ 17 ドロス(溶融、気化した岩) 18 岩ドロス(ドロス17と掘削、粉砕した岩との
混合物) 19 上昇排気 20 高熱岩盤 21 脆化岩盤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端部に設けたカツタビツトによる掘削
    手段と、レーザ光を掘削手段の前方の岩盤等へ照射する
    レーザ光照射手段とを具えていることを特徴とした掘削
    機。
  2. 【請求項2】 中空ロツドと、同中空ロツドの先端部に
    設けたカツタビツトによる掘削手段と、レーザ光を同中
    空ロツドの中空部内から掘削手段の前方の岩盤等へ照射
    するレーザ光照射手段と、圧縮空気を同中空ロツドの中
    空部内から上記岩盤等に向かい噴出する圧縮空気供給手
    段とを有し、同圧縮空気供給手段から供給された圧縮空
    気を上記中空ロツドの外周壁に沿って後方へ排気可能に
    構成したことを特徴とする掘削機。
JP28152891A 1991-10-28 1991-10-28 掘削機 Withdrawn JPH05118185A (ja)

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